无刷直流电机无位置传感器控制的研究(9)

浙江大学硕士学位论文

置信号转换成电信号，为逻辑开关电路提供正确的换相信息。目前常用的位置传感器有电磁式位置传感器、光电式位置传感器、磁敏式位置传感器等。电磁式位置传感器是利用电磁效应来实现其位置测量作用的，有开口变压器、铁磁谐振电路、接近开关等多种类型，但由于其体积大、笨重、复杂、在无刷直流电机的应用中基本已经被淘汰；光电式位置传感器是利用光电效应制成的，由跟随电动机转子一起旋转的遮光板和固定不动的光源及光敏晶体管等部件组成，其轻便可靠、安装精度高、调整方便，应用较为广泛；磁敏式位置传感器的基本原理为霍尔效应和磁阻效应，目前常用的磁敏传感器有霍尔元件、霍尔集成电路、磁敏电阻器及磁敏二极管等多种，其中霍尔元件应用最为广泛；此外还有正余弦旋转变压器和编码器等多种位置传感器，但是这些元件成本较高、体积较大、所配线路复杂，因而在一般无刷直流电动机中很少采用。相对而言，带位置传感器无刷直流电机控制的外围控制电路和控制方法都较为简单，成本低，所以运用较为广泛【”。然而，带位置传感器有其自身不可避免的许多缺点，如传感器的安装精度对电机运行性能影响很大，增加了生产工艺难度等，这些缺点在一定程度上限制了无刷直流电机的推广和使用。针对这一点，人们提出了无位置传感器的控制方式，并且该控制方式也越来越受到人们的关注。

二、无位置传感器的位置检测技术

无位置传感器控制一般指的是无机械位置传感器，即不直接在无刷直流电动机的定子上安装位置传感器来检测转子位置，而是在电机运转过程中，通过一定的硬件和软件间接的获得转子位置信号，以实现电机的准确换相。无位置传感器控制是电机与驱动领域近二十年来的一个重要研究方向，已经开发出了多种控制技术。它们大多是利用检测定子电压、电流等容易获取的物理量进行转子位置的估算以获取位置信号，其中主要有反电势法，三次谐波电势法，电感法，状态观测器法ｆ３’６’７，８】：（１）反电势法

通过过检测电机机反电动势（Ｂａｃｋ—ＥＭＦ）来获得位置信号的方法，一般称为“反电势法”。由于在任意时刻总有一相绕组是不导通的。这时候绕组的端电压（从绕组端部到直流地之间）或相电压（从绕组端部到中心点之间）就反映出该相绕组的感应电势。该感应电势由反电势和电枢反应电势组成。由于电机等效气隙一般较大，电枢反应电势通常比反电势小得多。因此，一般将非导通绕组的端电压或相电压中

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